传闻中性能只有4TF的低配版次世代Xbox能否带来理想的体验？

      微软近期公开了其次世代主机 Xbox Series X 的部分细节，确定了其 GPU 部分为 拥有 12TF RDNA2 架构核心。对微软次世代主机传闻有持续关注的读者应该记得，传闻中还有一款代号为“Lockhart”的低价次世代 Xbox 主机，GPU 浮点性能为 4TF。

      从近期的情况来看，这台低价次世代主机并未取消仍在开发。那么问题来了，4TF 的 GPU 真的够次世代游戏使用吗？近日知名游戏技术分析媒体 Digital Foundry （以下简称 DF）对此做了详细分析，让我们来看看答案究竟如何。

      原文标题：In Theory: Can a four teraflop GPU cut it for a next-gen console? 作者：Richard Leadbetter

      虽然设计中的重要细节差别有待公布，但仍可以合理地基于一种理论去设定基本的假设条件。这个理论就是图形芯片部分相比其他部件而言设计灵活性强得多，其中的想法就是 Xbox Series X 针对 4K 分辨率，Lockhart 则针对 1440p 分辨率。这点已经从各种配置泄露中得到证实，这两台主机的区别可以说少之又少。

      泄露数据暗示 Lockhart 与 Series X 一样有着 8 核心 16 线程 Zen2 架构 CPU（频率可能有些微差别），同样采用 NVMe 固态硬盘方案，GDDR6 内存可能比 Series X 少 4GB，即 12GB。设计目标就是运行更低原生分辨率的次世代游戏。

      然而 GPU 的显著性能降低对于微软而言是最大的市场挑战。2017 年上市的 Xbox One X 都有 6TF 性能的 GPU，现在搞一个 4TF 跑次世代游戏真的没问题吗？其中很大程度上要归功于 AMD 的 Navi 系列核心的新 GPU 架构（即 RDNA 系列）。

      这个架构在相同浮点性能下获得更多游戏性能的提升，同时还有更多的先进图形技术，这是本世代主机中那个老旧 GCN 架构 GPU 所没有的。架构提升很关键，DF 曾经用了一张 9.2TF 的 Navi 显卡进行测试，仅仅 53% 的算力提升就获得了 80% 的游戏帧数提升。

对比测试内容

      在新架构的前提下，情况就变得有趣了。DF 通过这次测试的主角 RX 5500XT 和其他一系列产品进行对比，来分析一块 4TF 的 Navi 显卡的实际能力。需要注意的是 RX 5500XT 的显存位宽仅有 128bit，带宽为 224GB/s；Lockhart 的 12GB GDDR6 内存很可能会搭配 192bit 位宽，以及 288GB/s 的带宽，因此实际情况会有变化。测试横跨 1080p、1440p、2160p 三个主流游戏分辨率进行对比。

注1：RX 5500XT 频率手动下调，算力从 4.8TF 降至 4.3TF，显存由于 AMD 限制无法变动。

注2：RX590 内存带宽手动调整至 288GB/s，配合理论中的 Lockhart 的值。

注3：RX 5700XT 频率手动下调，算力降至 9.2TF，配合 PS5 的泄露规格。

注4：RX590 频率手动下调，R9 390 手动超频，算力皆调整至 6TF，与 Xbox One X 持平，让结果更加客观。

注5：Xbox One X 的核心面积指整个 SoC，包括了 CPU 的部分。

注6：以下讨论的帧数指平均帧数，前三款游戏有 Xbox One X 参与对比。

注7：以下帧数数据对比图均以 RX 5500XT 在 1440p 分辨率下的帧数表现作为基准参考值。

《杀手2》

      《杀手2》开发商给 DF 分享了他们在 Xbox One X 版本设定的画面设置信息，全部测试对象都采用该设置，进一步控制变量。结果中令人惊讶的是，这个降频后算力仅为 4.3TF，显存位宽和带宽都有巨大劣势的 5500XT，跟两块 GCN 架构的 6TF 老显卡比成绩非常亮眼。

      有着 2.2 倍同架构算力优势的 5700XT 帧数比 5500XT 多了 92%；1440p 下 5500XT 稍微有一点点吃力。从另一个角度看，5500XT 在 1080p 下，帧数比 4K 下的 5700XT 要多 30%。Xbox One X 在 4K 分辨率下有着一定的优势。

《德军总部2 新巨人》

      DF 非常确定 id Tech 6 引擎制作的游戏在主机平台上为中等画面设置，因此也进行了控制变量，测试了《德军总部2 新巨人》。结果和《杀手2》的情况类似。不过这次，1440p 的 5500XT 帧数要比 4K 下的 5700XT 帧数来得更高。

      值得注意的是，在 1080p 下的 5500XT 帧数来到了 122 帧的程度，这样看来，为低分辨率准备的次世代主机意义就显露了出来。

《控制》

      Remedy 的近期大作《控制》，均设置为中画质，API 均为 DirectX12 和 Vulkan。这款游戏结果不同，5500XT 被两款 6TF 显卡拉开了差距，2013 年的 R9 390 的表现出乎意料的好。另外，1440p 下 5500XT 的帧数与 4K 下的 5700XT 几乎保持一致。此外，DF 还把 RX590 手动下降显存频率至 5500XT 的水平，得到的帧数结果非常接近。

      DF 在这款游戏上将 5700XT 超频，把算力提升至 10.2TF，因为近期有消息暗示索尼可能把 40 个计算单元全部开启，以期能达到其硬件最高水平。那么这个测试也作一次模拟。结果并不理想，11% 的算力提升仅带来了 6.5% 的帧数提升，相比 1440p 的 5500XT 仅仅只有 5.3% 的帧数优势。

《刺客信条 奥德赛》

      可见 5500XT 击败了两位 6TF GCN 架构的对手。不过它在 1440p 下的帧数和 5700XT 的 4K 帧数略有差距。

《古墓丽影 暗影》

      R9 390的表现是三张卡里最好的，5500XT 稍差。可能与《古墓丽影 暗影》所使用的游戏引擎受显存性能的影响较大。 1440p 下 5500XT 的帧数和 5700XT 的 4K 帧数仍有小幅差距。

《孤岛危机 3》

      5500XT 在《孤岛危机3》中的表现虽然不及两外两张老卡，但在 1440p 下的帧数比 4K 下的 5700XT 有所优势。

      从以上测试的结果看，1440p 低端 Navi 显卡表现与 2160p 中高端 Navi 卡非常相近。这暗示了 1440p 次世代主机是可行的。可以明确的是，潜在的 Lockhart 这台主机在 1440p 下能够提供与 9.2TF 4K分辨率下的 PS5 基本相同的帧数表现，别忘了还有 12TF 的 Series X 这个更强性能主机。这也许就是微软战略的关键，即便对 Seires X 的销售可能会有影响，但 Lochhart 对 PS5 的影响要大得多。

未知因素和售价问题

      但是，我们仍然对次世代主机有很多不了解的地方，尤其是前文提到的“设计中的重要细节”。如今我们已经知道它的架构是 RDNA2，而不是 5500XT 的第一代 RDNA。这意味着它还会有硬件加速光线追踪以及可变速率着色（VRS）技术。除此之外是否还有更多这个新架构带来的进化点？我们目前不得而知。别忘了，还有主机平台商会在设计中加入的硬件级别定制功能，以及主机一贯以来的高优化水平。

      除此之外，我们也正迎来一个“后分辨率”时代。Switch 的优异表现我们有目共睹，同样是 720p 分辨率，Switch 能带来比上世代主机要好得多的画质，展现了图形技术的高度灵活性。

      最后，图像重建技术在英伟达的 DLSS（深度学习超采样）AI 拉伸技术下效果有了大幅改进。微软研究院对相关技术亦有研究，通过自研的机器学习 API“DirectML”，在《极限竞速 地平线3》中展示了非常惊人拉伸效果。我们目前还没有消息可以确认次世代主机以及 RDNA 2 会有硬件加速深度学习这一特性，但是 DirectML 与微软的 DirectX Raytracing 光线追踪 API 是并行技术。英伟达在采用光线追踪技术的同时也会使用 DLSS，微软很可能也会采取类似的方法。

      Lockhart 可能会提供次世代较低的准入门槛。它的价格将至关重要，更小的处理器和更少的内存让它的成本也会跟着下降。如果有着它两倍性能的 PS5 仅仅比它贵了 100 到 150 美元，那么 Lockhart 的处境会比较艰难，甚至也可能面临被砍的局面。

      还有一点对 Lockhart 不利的因素是，浮点性能依旧被拿来当作主要宣传点。从本文的测试中已经可以看出，浮点性能已不太适合作为次世代主机的直接性能指标，但微软在宣传 Series X 时还是直接抛出了 12TF 这个数字。Lockhart 的数字肯定不会很亮眼。

      低性能次世代主机还有一个问题是会限制开发者对次世代体验的发挥。从本世代的情况可以得知，尤其是减少内存这一点会大大影响某些游戏的表现。不过从本文这一粗略的模拟结果来看，其概念是可行的，加上主机市场本就对价格敏感，也许这样的一台价格导向型主机同样会迎合市场需求。